Definição dos limites de supersimetria Usando modelos simplificados

O objetivo geral deste procedimento é aplicar os limites existentes em modelos simplificados para completar novos modelos físicos. Isso é feito primeiro desconstruindo o novo modelo físico em seus processos e modos constituintes. O segundo passo é compilar uma lista de modelos simplificados que cobrem os processos no novo modelo de física.

Em seguida, a cinemática dos modelos simplificados escolhidos deve ser validada em relação à cinemática de um ponto completo para garantir uma cobertura completa. A etapa final é converter os limites existentes nesses modelos simplificados em limites no novo modelo de física. Em última análise, os limites estimados usando modelos simplificados são usados para mostrar que limites aproximados podem ser obtidos sem estudos de Montecarlo dedicados.

A principal vantagem desta técnica sobre os métodos existentes é que nenhuma simulação de detector precisa ser validada ou executada para obter um limite útil. Este método oferece aos teóricos uma nova maneira de usar resultados experimentais Indivíduos novos para além de entender um modelo. A física geralmente luta com a aparente complexidade dos novos modelos físicos.

No entanto, com este método, conseguimos reproduzir quase totalmente a cinemática do modelo completo, que é o pequeno número de modelos simplificados, o que torna a vida muito mais fácil. O primeiro passo para explorar a supergravidade mínima estudada neste vídeo ou em qualquer novo modelo físico é gerar eventos de colisão de prótons cobrindo um plano em seu espaço de parâmetros. Para fazer isso, use uma coleção de software que produz eventos com chuveiros Parton e incorpora um modelo de patrocínio.

Passe os eventos pelo pacote de software PGS de simulação muito bom com um grande cartão de parâmetros do detector do Colisor de Hádrons e extraia os objetos do estado final. Em seguida, use os resultados do evento PGS e o registro de evento do gerador para classificar a produção parcial nos modos de decaimento. Acompanhe todas as massas de partículas, mecanismos de produção, cadeias de decaimento e suas respectivas contagens e use-os para calcular frações ramificadas.

Calcule as melhores seções transversais de produção para o modelo de interesse. Inicie a reconstrução do modelo selecionando um ponto no espaço de parâmetros da nova física. Modele o meio plano M zero M1 em supergravidade mínima.

Determine os modos de produção para este ponto e observe os importantes para o mesmo ponto no espaço de parâmetros. Determine os modos de decaimento importantes Examine o espaço dos parâmetros e repita essas etapas até que haja um dicionário de modelos simplificados que cubram pelo menos 50% dos modos abertos de produção e decaimento do novo modelo físico. Em seguida, comece a testar a qualidade do modelo simplificado.

Escolha um ponto representativo do novo modelo físico e construa o modelo simplificado relevante usando as massas apropriadas. Repita isso para vários pontos, resultando em vários modelos simplificados. Comece com um modelo simplificado e pondere-o com um fator proporcional à sua fração de produção vezes sua fração de ramificação.

Em seguida, adicione um segundo modelo ponderado ao primeiro. Continue a fazer o mesmo para cada um dos outros modelos para formar uma soma sobre todos os modelos. Em seguida, calcule as distribuições cinemáticas para os pontos representativos da supergravidade mínima usando o procedimento de geração de eventos e compare-as com as do modelo simplificado combinado.

Se a cinemática diferir em mais de 30%, inclua modelos simplificados adicionais para melhorar a cobertura para o limite mais conservador. Comece a construção do limite considerando a expressão para o número esperado de eventos mostrados aqui. Obter os produtos relevantes de aceitação e eficiência.

Escolha um ponto de espaço de parâmetro e use esta equação para testar o comportamento do novo modelo físico quando nenhuma suposição for feita sobre eventos não explicitamente incluídos no modelo simplificado. Para obter um limite mais realista para o mesmo ponto de espaço de parâmetro. Teste o novo modelo de física sob a suposição de que a eficiência da produção associada não é significativamente diferente da produção de pares.

Para um teste de limite mais agressivo, o ponto de espaço de parâmetros com a suposição de que os modos de produção não representados por explicitamente incluídos. Os modelos simplificados são comparáveis aos incluídos. Para obter o limite mais agressivo possível, adicione a suposição de que os modos de decaimento não representados pelo explicitamente incluído.

Os modelos simplificados são comparáveis aos dos modelos incluídos. Supondo que não haja informações sobre correlações, use o limite definido pela região do sinal com o melhor desempenho esperado. Este gráfico mostra um exemplo de zero lept no limite de exclusão para modelos de supergravidade mínima com uma razão de valores esperados de vácuo de Higgs de 10, acoplamento alinear de zero e um parâmetro de massa positivo.

Os limites combinados são obtidos usando a região do sinal, que gera o melhor limite esperado em cada ponto do espaço de parâmetros. A linha azul do traço mostra o limite esperado do nível de confiança de 95%. Nenhuma incerteza sistemática teórica é levada em consideração.

A linha vermelha sólida é o limite observado, os resultados de pesquisas anteriores com diferentes opções de parâmetros também são mostrados. Aqui estão os limites de exclusão obtidos usando apenas modelos simplificados para cada uma das suposições sucessivamente mais agressivas feitas na análise. Os limites são rotulados pelo número da equação do manuscrito.

Para fazer uma comparação com o experimento Atlas, o produto da taxa de aceitação e a eficiência são interpolados. O limite de exclusão mais conservador segue o limite da busca dedicada em regiões que são bem cobertas pelos modelos simplificados, o limite mais agressivo superestima a exclusão em até 40 gigavolts de elétron-volts na região dominada por squawk e até 100 gigavolts de elétron-volts na região dominada por Gino. Observe que, mesmo para o pequeno número de modelos simplificados usados, os limites conservadores definidos estão próximos do resultado correto.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como usar os limites experimentais existentes para definir um limite em qualquer novo modelo de física. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar exatamente quais suposições estavam sendo feitas sobre os estados finais e se essas suposições são físicas e válidas.